i

VEHICLE ROUTING PROBLEM WITH SIMULTANEOUS

DELIVERY AND PICK UP (VRPSDP) DENGAN MIXED

INTEGER PROGRAMMING

(Studi Kasus : UD. Ibu, Jombang)

Skripsi

Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik

Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik

Disusun Oleh :

XAMELIA SULISTYANI

201210140311034

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2016

ii

iii

iv

v

vi

vii

i

ii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan

rahmat dan hidayah-NYA sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Sholawat

dan salam penulis sampaikan kepada Rasulullah SAW beserta keluarganya, sahabatnya,

dan orang-orang yang tetap istiqomah dalam mengikuti sunnahnya.

Penyusunan dan penyelesaian Tugas Akhir ini penulis tidak terlepas dari bantuan

berbagai pihak, baik langsung maupun tudak langsung. Untuk itu sudah sepantasnya

penulis mengucapkan terimakasih yang tidak terhingga kepada kedua orang tua tercinta

Mamah (Rufaida Sriweni) dan Ayah (Susilo Hadiprayitno) yang tidak pernah lelah dan

tiada henti melimpahkan kasih sayang, perhatian, motivasi yang membuat penulis mampu

untuk terus dan terus melangkah, pelajaran hidup, juga materi yang tidak mungkin bisa

terbalaskan. Jasa-jasamu akan selalu kukenang hingga akhir hayatku dan semoga Allah

menjadikan jasa-jasamu sebagai amalan soleh, Amin.

Tugas akhir yang berjudul “Vehicle Routing Problem with Simultaneous Delivery

and Pickup (VRPSDP) dengan Mixed Integer Programming” merupakan salah satu

persyaratan akademik dalam menyelesaikan program sarjana teknik di Universitas

Muhammadiyah Malang.

Selanjutnya ucapan terimakasih kepada :

1. Bapak Ilyas Mas’udin, P.hD selaku ketua jurusan Teknik Industri Universitas

Muhammadiyah Malang yang selalu memberikan dukungan dan setia

mendengarkan curhatan tentang tugas akhir.

2. Ibu Shanty Kusuma D, ST., MT selaku koordinator skripsi yang telah mengatur

semua mulai dari penerbitan SK pembimbing, jadwal sempro (super dadakan) dan

jadwal sidang.

3. Ibu Annisa Kesy Garside, ST., MT selaku dosen pembimbing I dan dosen favorit

semenjak semester I. Terimakasih sebesar-besarnya kepada bu Annisa yang telah

membantu, mengarahkan, dan memberi semangat untuk mengerjakan skripsi ini.

Tanpa bantuan bu Annisa untuk menyelesaikan coding mungkin periode ini saya

belum bisa wisuda. Terimakasih juga untuk waktunya membimbing kami sehingga

kami semua bisa lulus tepat waktu. Saya tidak akan pernah melupakan jasa bu

Annisa hingga akhir hayat.

iii

4. Bapak Dana Marsetiya Utama, ST., MT selaku dosen pembimbing II. Terimakasih

untuk memberikan waktu bimbingannya.

5. Bapak dan Ibu dosen teknik industri UMM yang sudah bersedia membagikan

ilmunya, semoga apa yang telah dibagikan mendapatkan pahala oleh Allah SWT.

6. Bapak Suyono selaku pemilik UD. Ibu yang telah mengizinkan saya penelitian

sehingga skripsi ini bisa selesai tepat waktu.

7. Saudara – saudara yang ada di pulau Sumatra sampai Jawa (bahkan Lombok) yang

selalu memberikan dukungan, semangat, dan pertanyaan “Lulusnya jadi kapan,

udah sampai BAB berapa, kok skripsinya ga selesai-selesai?” dari pertanyaan –

pertanyaan itu akhirnya terpacu untuk menyelesaikan skripsi.

8. Teman – teman lab teknik industri adek Gena, adek Mei, adek Cheche, adek-adek

yang lain, dan Dita yang selalu memberi semangat, kadang – kadang buat down

juga abis itu disemangatin lagi.

9. Teman – teman seperjuangan “Pejuang ST” (Lovita, Cicik, Mbak Aulia, Kakak

Hilda, Farid, Kakak Haris, Munir, Rizky D, Gaga, Iyan, Decky, Nanda, Daus,

Gipay, Genial, Bayu, Arga, Kakek Nanang, Qulubul, dll) dalam 2 semester terakhir

ini selalu sharing tentang skripsi, saling memberikan semangat, nunggu dosen

bareng-bareng, yang diPHP bareng-bareng juga. Terimakasih kalian telah

memberikan kesan kekeluargaan disini. I LOVE YOU ALL.

10. Sahabat, kakak, dan bundo Esty Trisnani yang sekarang sudah ST juga.

Terimakasih udah bantuin selama ini. Dari pertama kali kenal dari maba sampe jadi

“maba” lagi. Siap sedia nemenin cari tempat penelitian, mulai dari panas yang

bikin kulit belang sampe terjebak hujan badai sampe besoknya kena flu bareng-

bareng. Akhirnya dapet tempat penelitian di Jombang dan numpang nginep

dirumahmu. I LOVE YOU!!!!!!

11. Sahabat dan adik Dian Nita R yang sekarang udah ST juga. Terimakasih udah jadi

temen nebeng selama kuliah disini. Pertama kali kenal di kelas P2KK dan akhirnya

sekelas lagi dikuliah. Temen sharing, temen nangis bareng pas ngerjain laporan

praktikum gambar dan fisika gara – gara dikerjain sama asisten lab. Temen yang

selalu sedia nganter ke rumah sakit kalo lagi sakit. I LOVE YOU!!!!!!!

12. Buat semuanya yang selalu kasih dukungan, kalian memang terbaik yang Allah

berikan untukku.

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini penulis telah berusaha semaksimal mungkin.

Walaupun demikian tidak tertutup kemungkinan adanya kesalahan dan kekurangan baik

iv

dalam penulisan maupun dalam penyajian materi. Untuk itu penulis mengharapkan kritik

dan saran dari berbagai pihak demi kesempurnaan Skripsi ini.

Malang, 6 Agustus 2016

Penulis

vii

DAFTAR ISI

Halaman Judul .....................................................................................................

Lembar Pengesahan Skripsi .................................................................................

Lembar Asistensi Skripsi .....................................................................................

Berita Acara Ujian ...............................................................................................

Surat Pernyataan Keaslian ...................................................................................

Surat Keterangan Pengambilan Data dari Perusahaan ........................................

Halaman Persembahan ........................................................................................ i

Kata Pengantar .................................................................................................... ii

Abstrak ................................................................................................................ v

Abstract .............................................................................................................. vi

Daftar Isi ............................................................................................................ vii

Daftar Tabel ....................................................................................................... ix

Daftar Gambar .................................................................................................... x

Daftar Lampiran ................................................................................................ xi

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang .............................................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ......................................................................................... 2

1.3 Tujuan Penelitian .......................................................................................... 2

1.4 Manfaat Penelitian ........................................................................................ 3

1.5 Batasan Masalah dan Asumsi ....................................................................... 3

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Sistem Distribusi dan Transportasi ............................................................... 4

2.2 Vehicle Routing Problem ............................................................................. 5

2.2.1 Karakteristik VRP ...................................................................................... 6

2.2.2 Metode Penyelesaian VRP ........................................................................ 9

2.3 Vehicle Routing Problem Delivery and Pickup .......................................... 10

2.3.1 Vehicle Routing Problem with Simultaneous Delivery and Pickup ......... 11

2.3.2 Model Matematis VRPSDP ...................................................................... 12

2.4 Optimasi ....................................................................................................... 14

2.4.1 Konsep Pemrograman Linier .................................................................... 15

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Studi Lapangan ............................................................................................ 17

3.2 Studi Literatur .............................................................................................. 17

3.3 Rumusan Masalah ........................................................................................ 17

3.4 Tujuan Penelitian ......................................................................................... 18

3.5 Pengumpulan Data ....................................................................................... 18

3.6 Pengolahan Data .......................................................................................... 18

3.7 Kesimpulan dan Saran ................................................................................. 21

3.8 Diagram Alir Penelitian ............................................................................... 21

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

4.1 Tinjauan Perusahaan .................................................................................... 23

4.1.1 Profil perusahaan ...................................................................................... 23

viii

4.1.2 Jenis – jenis Produk .................................................................................. 23

4.2 Pengumpulan Data ....................................................................................... 24

4.2.1 Daerah Pelanggan ..................................................................................... 24

4.2.2 Armada Pengiriman .................................................................................. 25

4.2.3 Rute Awal ................................................................................................. 26

4.2.4 Data Biaya ................................................................................................ 27

4.2.5 Permintaan Delivery dan Pickup .............................................................. 27

4.2.6 Matriks Jarak ............................................................................................ 31

4.2.7 Waktu ........................................................................................................ 36

4.3 Pengolahan Data .......................................................................................... 42

4.3.1 Penerjemahan Model Matematis VRPSDP .............................................. 42

4.3.2 Pencarian Solusi VRPSDP Pada Tanggal 11 Februari 2016 .................... 46

4.3.3 Pencarian Solusi VRPSDP Pada Tanggal 12 Februari 2016 .................... 50

4.3.4 Pencarian Solusi VRPSDP Pada Tanggal 13 Februari 2016 .................... 55

4.3.5 Perhitungan Biaya Transportasi ................................................................ 60

4.3.5.1 Perhitungan Biaya Transportasi Awal ................................................... 60

4.3.5.2 Perhitungan Biaya Transportasi Usulan ................................................ 61

BAB V ANALISA PEMBAHASAN

5.1 Analisa Jumlah Pengiriman dan Jumlah Pengambilan Awal ...................... 63

5.2 Analisa Jumlah Pengiriman dan Jumlah Pengambilan Usulan ................... 68

5.3 Analisa Rute Transportasi Terpilih .............................................................. 74

5.4 Analisa Perbandingan Total Jarak dan Biaya Transportasi ......................... 75

BAB VI PENUTUP

6.1 Kesimpulan .................................................................................................. 76

6.2 Saran ............................................................................................................ 78

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 79

LAMPIRAN ..................................................................................................... 81

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Data Matriks Jarak untuk Cluster I (km) ........................................... 18

Tabel 4.1 Daerah Distribusi LPG 3 kg .............................................................. 25

Tabel 4.2 Rute Awal Pendistribusian LPG 3 kg ................................................ 26

Tabel 4.3 Data Permintaan Delivery dan Pickup (Unit) .................................... 28

Tabel 4.4 Data Permintaan Delivery dan Pickup (Unit) .................................... 28

Tabel 4.5 Data Permintaan Delivery dan Pickup (Unit) .................................... 29

Tabel 4.6 Data Permintaan Delivery dan Pickup (Unit) .................................... 30

Tabel 4.7 Data Permintaan Delivery dan Pickup (Unit) .................................... 30

Tabel 4.8 Data Permintaan Delivery dan Pickup (Unit) .................................... 31

Tabel 4.9 Matriks Jarak Tanggal 11 Februari 2016 (km) .................................. 33

Tabel 4.10 Matriks Jarak Tanggal 12 Februari 2016 (km) ................................ 34

Tabel 4.11 Matriks Jarak Tanggal 13 Februari 2016 (km) ................................ 35

Tabel 4.12 Matriks Waktu Tempuh 11 Februari 2016 (km) ............................. 37

Tabel 4.13 Matriks Waktu Tempuh 12 Februari 2016 (km) ............................. 38

Tabel 4.14 Matriks Waktu Tempuh 13 Februari 2016 (km) ............................. 39

Tabel 4.15 Service Time Hari ke-1 .................................................................... 40

Tabel 4.16 Service Time Hari ke-2 .................................................................... 41

Tabel 4.17 Service Time Hari ke-3 .................................................................... 41

Tabel 4.18 Rekapitulasi Jumlah Pengiriman dan Pengambilan ........................ 50

Tabel 4.19 Rekapitulasi Jumlah Pengiriman dan Pengambilan ........................ 54

Tabel 4.20 Rekapitulasi Jumlah Pengiriman dan Pengambilan ........................ 59

Tabel 4.21 Rekapitulasi Biaya Transportasi Awal dan Usulan ......................... 62

Tabel 5.1 Perbandingan Jarak Rute Awal dan Usulan ...................................... 75

Tabel 5.2 Perbandingan Biaya Transportasi Awal dengan Usulan ................... 75

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Visualisasi dari Vehicle Routing Problem ...................................... 5

Gambar 2.2 Model Distribusi dengan Linehauls dan Backhauls ...................... 11

Gambar 3.1 Diagram Alir Metode Penelitian .................................................... 22

Gambar 4.1 Daerah Distribusi LPG 3 kg dengan Google Maps ....................... 24

Gambar 4.2 Titik Awal Kendaran Tanggal 11 Februari 2016 ........................... 26

Gambar 4.3 LINGO 11.0 Solver Status ............................................................. 46

Gambar 4.4 LINGO 11.0 Solver Status ............................................................. 51

Gambar 4.5 LINGO 11.0 Solver Status ............................................................. 56

Gambar 5.1 Jumlah Pengiriman dan Pengambilan 11 Februari Kendaraan 1 Kondisi

Awal ............................................................................................. 63

Gambar 5.2 Jumlah Pengiriman dan Pengambilan 11 Februari Kendaraan 2 Kondisi

Awal ............................................................................................. 64

Gambar 5.3 Jumlah Pengiriman dan Pengambilan 12 Februari Kendaraan 1 Kondisi

Awal ............................................................................................. 65

Gambar 5.4 Jumlah Pengiriman dan Pengambilan 12 Februari Kendaraan 2 Kondisi

Awal ............................................................................................. 66

Gambar 5.5 Jumlah Pengiriman dan Pengambilan 13 Februari Kendaraan 1 Kondisi

Awal ............................................................................................. 66

Gambar 5.6 Jumlah Pengiriman dan Pengambilan 13 Februari Kendaraan 2 Kondisi

Awal ............................................................................................. 67

Gambar 5.7 Jumlah Pengiriman dan Pengambilan 11 Februari Kendaraan 1 Usulan

68

Gambar 5.8 Jumlah Pengiriman dan Pengambilan 11 Februari Kendaraan 2 Usulan

69

Gambar 5.9 Jumlah Pengiriman dan Pengambilan 12 Februari Kendaraan 1 Usulan

70

Gambar 5.10 Jumlah Pengiriman dan Pengambilan 12 Februari Kendaraan 2 Usulan

71

Gambar 5.11 Jumlah Pengiriman dan Pengambilan 13 Februari Kendaraan 1 Usulan

71

Gambar 5.12 Jumlah Pengiriman dan Pengambilan 13 Februari Kendaraan 2 Usulan

72

xi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Titik Daerah Pelanggan Kondisi Awal .......................................... 81

Lampiran 2 Titik Daerah Pelanggan Kondisi Usulan ........................................ 83

Lampiran 3 Source Code LINGO 11.0 Tanggal 12 Februari 2016 ................... 87

Lampiran 4 Source Code LINGO 11.0 Tanggal 13 Februari 2016 ................... 91

xii

DAFTAR PUSTAKA

BALLOU, R. H. 1998. Business Logistic Management, New Jersey, Prentice-Hall Inc.

BERLIANTY, I. & ARIFIN, M. 2010. Teknik-teknik Optimasi Heuristik, Yogyakarta,

Graha Ilmu.

CLARKE, G. & WRIGHT, J. W. 1964. Scheduling of Vehicles from A Central Depot to A

Number of Delivery Points. Operations Research, 12, 568-581.

CORDEAU, J. F., GENDREAU, M. & LAPORTE, G. 1997. A Tabu Search Heuristic for

Periodic and Multi-Depot Vehicle Routing Problem. Networks, 30, 105-119.

DANTZIG, G. B. & RAMSER, J. H. 1959. The Truck Dispatching Problem. management

Science, 6, 80-91.

DETHLOFF, J. 2001. Vehicle Routing And Reverse Logistics: The Vehicle Routing

Problem With Simultaneous Delivery And Pick-Up. OR Spektrum, 23, 79–96.

FAJARWATI, I. A. & ANGGRAENI, W. 2012. Penerapan Algoritma Differential

Evolution untuk Penyelesaian Permasalahan Vehicle Routing Problem with

Delivery and Pick-up. Jurnal Teknik ITS, 1.

GENDREAU, M., LAPORTE, G. & VIGO, D. 1999. Heuristics For The Traveling

Salesman Problem With Pickup And Delivery. Computers and Operations

Research, 26, 699-14.

HASAN, F. T. 2015. Optimalisasi Rute Pengangkutan Sampah Dengan Pendekatan

Vehicle Routing Problem Time Windows. Universitas Muhammadiyah Malang.

JABIDI. 2012. Optimasi Distribusi LPG di Jakarta. Universitas Indonesia.

MIN, H. 1989. The Multiple Vehicle Routing Problem With Simultaneous Delivery And

Pick-Up Points. Transportation Research, 23A, 377-386.

MONTANÉ, F. A. T. & GALVÃO, R. D. 2006. A Tabu Search Algorithm For The

Vehicle Routing Problem With Simultaneous Pick-Up And Delivery Service.

Computers and Operations Research, 33, 595–619.

PUJAWAN, I. N. 2010. Supply Chain Management, Surabaya, Guna Widya.

PUJIASTUTI, A. E. 2012. Penentuan Distribusi Pupuk Bersubsidi Menggunakan Periodic

Vehicle Routing Problem Guna Mengurangi Biaya Transportasi. Universitas

Muhammadiyah Malang.

PURNOMO, H. D. 2012. Metode Optimasi [Online]. Available:

http://hpurnomo.blog.uksw.edu/2012/06/metode-optimisasi.html [Accessed 01

Maret 2016].

79

xiii

SALHI, S. & NAGY, G. 1999. A Cluster Insertion Heuristic for Single and Multiple

Depot Vehicle Routing Problems with Backhauling. The Journal of the Operational

Research Society, 50, 1034-1042.

SETIAWAN, M. & SUPARNO. 2009. Vehicle Routing Problem with Simultaneous Pick-

ups and Deliveries Menggunakan Algoritma Tabu Search dengan Bantuan Google

Maps. Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

SIAGIAN, P. 1987. Penelitian Operasional Teori dan Praktek, Jakarta, Universitas

Indonesia (UI-Press).

TAHA, H. A. 2007. Operations Research an Introduction, USA, Pearson Education.

TOTH, P. & VIGO, D. 2002. The Vehicle Routing Problem, Philadelphia, SIAM.

ZACHARIADIS, E. E., TARANTILIS, C. D. & KIRANOUDIS, C. T. 2009. A Hybrid

Metaheuristic Algorithm for the Vehicle Routing Problem with Simultaneous

Delivery and Pick-up Service. Expert System with Application, 36, 1070-1081.

80